В Черноголовке создали первый в России серийный генератор водорода нового поколения

02 июня 2021 18:45

Фото: [Пресс-служба ООО "Поликом"]

Водородные технологии становятся все более актуальными в наши дни. Использование этого топлива не приводит к загрязнению окружающей среды, что выгодно отличает его от нефти, угля и газа. До недавних пор одной из ключевых проблем водородной энергетики России было отсутствие на рынке отечественных аппаратов, способных вырабатывать сверхчистый водород. Специалисты компании «Поликом» из Черноголовки спроектировали и создали первый подобный экземпляр. Расскажем, что он собой представляет и почему создание генератора нового поколения – это серьезный прорыв в развитии сферы энергетики и транспорта нашей страны.

ПОЛНАЯ АВТОНОМИЯ

Мало кто не слышал о том, что нефть может закончиться уже к середине XXI века. Вместе с угрозой глобального потепления из-за обильного выброса углекислого газа этот фактор заставляет ученых всего мира каждый день разрабатывать новые источники энергии и совершенствовать их. Данным вопросом активно занимается и Центр компетенций «Новые и мобильные источники энергии» Национальной технологической инициативы, созданный на базе Института проблем химической физики РАН в Черноголовке. Именно его ученые и заказали первый отечественный генератор водорода нового поколения. Этот аппарат, называемый электролизером, был нужен для обеспечения автономной водородной заправочной станции, которая, к слову, является пока единственной в России.

– Немецкие коллеги по нашему техзаданию спроектировали и установили модуль для заправки водородом, – рассказали в пресс-службе ЦК НТИ. – Но он использовал очень дорогой баллонный водород. С тех пор нашей задачей было заполучить электролизер, который мог бы заправлять станцию сверхчистым водородом без баллонов. Специалисты подмосковной компании взялись реализовать этот проект и успешно справились. Теперь появилось устройство, которое позволит заправочной станции работать в режиме полной автономии. И такое событие стало прорывом далеко за пределами научной отрасли.

– Мы – первые в России, кто сумел построить серийный электролизер, работающий без применения щелочи, – говорит гендиректор ООО «Поликом» Евгений Волков. – Еще в Советском Союзе массово применялись генераторы водорода, где в качестве вещества, проводящего электрический ток, использовалась щелочь. Но эта технология уже давно устарела. Ей на смену пришла новая, в которой в качестве электролита выступает протонообменная мембрана.

Для того чтобы понять, в чем преимущество данной мембраны над щелочью, нужно пояснить основной принцип работы электролизера. Все достаточно просто: под воздействием тока вода расщепляется на кислород с водородом, и последний можно использовать в качестве топлива. Загвоздка в том, что вода без примесей ток не проводит, выделение водорода не осуществляется. В генераторах старого поколения эту проблему решали, добавляя в воду раствор щелочи. В новых же электролизерах функцию щелочи выполняет прочная пленка, пропускающая протоны.

– Щелочь очень агрессивна, со временем она вызывает коррозию компонентов системы, что приводит к выходу из строя датчиков, трубопроводов, клапанов, – рассказывает Евгений Волков. – А в нашем электролизере только чистая вода.

ШКАФ С СЕКРЕТОМ

В надежности разработки Евгений уверен. Первый российский генератор сверхчистого водорода представляет собой шкаф, в котором расположены электролизные модули и другие системы. Именно от количества и размера модулей зависит скорость выработки водорода. На данный момент максимальная производительность составляет
15 кубометров в час.

– Для полноценной работы заправочной станции нужно шесть кубометров в час, – пояснили в пресс-службе ЦК НТИ. – Такой производительности электролизера достаточно для быстрой заправки наших собственных изделий, среди которых топливные элементы для беспилотников, автономной грузовой платформы и других проектов. Отдельно отметим направление наземного транспорта, которое за последние годы сильно продвинулось в области применения технологий водородной энергетики. Скоро будут готовы модели автобусов от завода «КамАЗ» – так называемые «водоробусы». А еще на Сахалине Росатомом и РЖД планируется запуск электропоездов на водороде.

Таким образом, жители региона в ближайшем будущем смогут стать свидетелями «зеленого» апгрейда транспорта. Техника, работающая на водородных топливных элементах, экологически безопасна, поскольку выбрасывает в атмосферу только воду. Однако, помимо транспорта, электролизеры нового поколения могут быть использованы и в других сферах. К примеру, на крупных электростанциях водород используют для охлаждения быстро вращающихся электрогенераторов. Пока там стоят преимущественно советские щелочные электролизеры. И их уже скоро можно будет заменить на более безопасные и эффективные устройства из Черноголовки.

Химки

Черноголовка